JP7352884B2 - Infrared sensors and phononic crystals - Google Patents
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Description
本開示は、フォノニック結晶構造を有する梁を備える赤外線センサに関する。また、本開示は、フォノニック結晶構造を有するフォノニック結晶体に関する。 The present disclosure relates to an infrared sensor with a beam having a phononic crystal structure. Further, the present disclosure relates to a phononic crystal body having a phononic crystal structure.
赤外線センサの分野において、梁を用いてベース基板から赤外線受光部を離間させる構造が提案されている。この構造は、ベース基板からの赤外線受光部の熱的な絶縁を目的としている。この構造を有する赤外線センサでは、梁の断熱性能が高いほど赤外線の受光感度が向上する。 In the field of infrared sensors, a structure has been proposed in which an infrared receiver is separated from a base substrate using a beam. This structure is intended to thermally insulate the infrared light receiving section from the base substrate. In an infrared sensor having this structure, the higher the heat insulation performance of the beam, the higher the infrared light reception sensitivity.
特許文献1、特許文献2、及び非特許文献1は、薄膜の熱伝導率を減少させる、複数の貫通孔により構成される周期構造を開示している。この周期構造では、薄膜を平面視して、ナノメートルのオーダー(1nmから1000nmの領域)内の周期で規則的に貫通孔が配列している。この周期構造は、フォノニック結晶構造の一種である。このタイプのフォノニック結晶構造は、貫通孔の配列を構成する最小単位を単位格子とする周期構造である。薄膜の熱伝導率は、例えば、多孔質化により低減できる。多孔質化により薄膜に導入された空隙が、薄膜の熱伝導率を減少させるためである。しかし、フォノニック結晶構造によれば、薄膜を構成する母材自身の熱伝導率が低減可能である。このため、単なる多孔質化に比べて、熱伝導率のさらなる低減が期待される。
特許文献3は、フォノニック結晶構造を有する梁を使用した赤外線センサを開示している。 Patent Document 3 discloses an infrared sensor using a beam having a phononic crystal structure.
赤外線センサの感度をさらに高める技術が求められている。 There is a need for technology that further increases the sensitivity of infrared sensors.
本開示は、赤外線センサの感度をさらに高める技術を提供する。 The present disclosure provides techniques to further increase the sensitivity of infrared sensors.
本開示は、以下の赤外線センサを提供する。 The present disclosure provides the following infrared sensor.
赤外線センサであって、以下を具備する:
ベース基板;
赤外線受光部;及び
梁、
ここで、
前記梁は、前記ベース基板、及び/又は前記ベース基板上の部材と接続された接続部と、前記ベース基板から離間した離間部と、を有し、
前記赤外線受光部と前記梁とは、前記離間部において互いに接合されており、
前記赤外線受光部は、前記離間部を有する前記梁によって、前記ベース基板とは離間した状態で支持されており、
前記梁における、前記赤外線受光部との接合部と、前記接続部との間に位置する区間は、規則的に配列した複数の貫通孔により構成されるフォノニック結晶構造を有し、
前記フォノニック結晶構造は、フォノニック結晶領域である第1ドメイン及び第2ドメインを含み、
前記第1ドメインは、平面視において、第1方向に規則的に配列した前記複数の貫通孔から構成され、
前記第2ドメインは、平面視において、前記第1方向とは異なる第2方向に規則的に配列した前記複数の貫通孔から構成され、かつ、
前記赤外線受光部は、サーモパイル赤外線受光部、又はボロメータ赤外線受光部であり:
前記赤外線受光部がサーモパイル赤外線受光部である場合、
前記梁は、第1のゼーベック係数を有する第1の領域と、前記第1のゼーベック係数とは異なる第2のゼーベック係数を有する第2の領域と、前記第1の領域及び前記第2の領域が互いに接合した接合領域と、を有し、かつ、
前記赤外線受光部と、前記梁の前記接合領域とが互いに接合されており;
前記赤外線受光部がボロメータ赤外線受光部である場合、
前記赤外線センサは、さらに以下を具備する:
前記赤外線受光部に電気的に接続された第1の配線及び第2の配線;
前記第1の配線に電気的に接続された第1の信号処理回路;及び
前記第2の配線に電気的に接続された第2の信号処理回路。An infrared sensor, comprising:
Base board;
Infrared receiver; and beam;
here,
The beam has a connection portion connected to the base substrate and/or a member on the base substrate, and a separation portion spaced apart from the base substrate,
The infrared light receiving part and the beam are joined to each other at the separation part,
The infrared light receiving section is supported by the beam having the spacing section while being spaced apart from the base substrate,
A section of the beam located between the joint part with the infrared light receiving part and the connection part has a phononic crystal structure constituted by a plurality of regularly arranged through holes,
The phononic crystal structure includes a first domain and a second domain that are phononic crystal regions,
The first domain is composed of the plurality of through holes regularly arranged in a first direction in a plan view,
The second domain is composed of the plurality of through holes regularly arranged in a second direction different from the first direction in a plan view, and
The infrared receiver is a thermopile infrared receiver or a bolometer infrared receiver:
When the infrared receiving section is a thermopile infrared receiving section,
The beam includes a first region having a first Seebeck coefficient, a second region having a second Seebeck coefficient different from the first Seebeck coefficient, and the first region and the second region. a bonding region in which the bonding regions are bonded to each other, and
the infrared light receiving portion and the bonding region of the beam are bonded to each other;
When the infrared receiver is a bolometer infrared receiver,
The infrared sensor further includes:
a first wiring and a second wiring electrically connected to the infrared receiving section;
a first signal processing circuit electrically connected to the first wiring; and a second signal processing circuit electrically connected to the second wiring.
本開示の赤外線センサにおける梁の断熱性能は高い。したがって、本開示の赤外線センサは、赤外線の高い受光感度を有しうる。 The insulating performance of the beam in the infrared sensor of the present disclosure is high. Therefore, the infrared sensor of the present disclosure can have high sensitivity to infrared rays.
(本開示の基礎となった知見)
絶縁体及び半導体において、熱は、主として、フォノンと呼ばれる格子振動によって運ばれる。絶縁体又は半導体から構成される材料の熱伝導率は、材料が有するフォノンの分散関係により決定される。フォノンの分散関係とは、周波数と波数との関係、又はバンド構造を意味している。絶縁体及び半導体において、熱を運ぶフォノンは、100GHzから10THzの幅広い周波数帯域に及ぶ。この周波数帯域は、熱の帯域である。材料の熱伝導率は、熱の帯域にあるフォノンの分散関係により定められる。(Findings that formed the basis of this disclosure)
In insulators and semiconductors, heat is primarily transported by lattice vibrations called phonons. The thermal conductivity of a material made of an insulator or a semiconductor is determined by the phonon dispersion relationship of the material. The phonon dispersion relationship means the relationship between frequency and wave number or band structure. In insulators and semiconductors, heat-carrying phonons span a wide frequency band from 100 GHz to 10 THz. This frequency band is a thermal band. The thermal conductivity of a material is determined by the dispersion relationship of phonons in the thermal band.
上述したフォノニック結晶構造によれば、貫通孔の周期構造によって、材料が有するフォノンの分散関係が制御可能である。即ち、フォノニック結晶構造によれば、材料、例えば薄膜の母材、の熱伝導率そのものが制御可能である。とりわけ、フォノニック結晶構造によるフォノニックバンドギャップ(PBG)の形成は、材料の熱伝導率を大きく低減させうる。PBG内にフォノンは存在できない。このため、熱の帯域に位置するPBGは、熱伝導のギャップとなりうる。また、PBG以外の周波数帯域においても、フォノンの分散曲線の傾きがPBGによって小さくなる。傾きの低減はフォノンの群速度を低下させ、熱伝導速度を低下させる。これらの点は、材料の熱伝導率の低減に大きく寄与する。 According to the above-described phononic crystal structure, the dispersion relationship of phonons in the material can be controlled by the periodic structure of the through holes. That is, according to the phononic crystal structure, the thermal conductivity of the material itself, such as the base material of the thin film, can be controlled. In particular, the formation of a phononic band gap (PBG) by a phononic crystal structure can significantly reduce the thermal conductivity of a material. Phonons cannot exist within the PBG. Therefore, the PBG located in the thermal zone can become a gap in thermal conduction. Furthermore, even in frequency bands other than PBG, the slope of the phonon dispersion curve is reduced by PBG. Reducing the tilt reduces the group velocity of phonons, which reduces the rate of heat transfer. These points greatly contribute to reducing the thermal conductivity of the material.
本発明者らの検討によれば、フォノニック結晶構造によってもたらされる熱伝導率の低減の程度は、熱の伝達方向と、フォノニック結晶構造の単位格子の方位(orientation)とが成す角度に依存する。これは、PBGの帯域広さ、PBGの数、及びフォノンの平均群速度といった熱伝導に関わる要素が、当該角度に依存するためと考えられる。また、熱の伝達に関して、マクロ的には高温から低温の方向にフォノンは流れる。一方、ナノメートルのオーダーにあるミクロ領域に着目すると、フォノンの流れる方向には指向性がみられない。即ち、ミクロ的にはフォノンの流れる方向は一様ではない。 According to studies by the present inventors, the degree of reduction in thermal conductivity brought about by the phononic crystal structure depends on the angle formed between the direction of heat transfer and the orientation of the unit cell of the phononic crystal structure. This is considered to be because elements related to heat conduction, such as the bandwidth of the PBG, the number of PBGs, and the average group velocity of phonons, depend on the angle. Regarding heat transfer, from a macroscopic perspective, phonons flow from a high temperature to a low temperature direction. On the other hand, if we focus on the micro region on the order of nanometers, there is no directivity in the direction in which phonons flow. That is, microscopically, the direction in which phonons flow is not uniform.
上述の各特許文献及び非特許文献には、単位格子の方位が一様に揃った複数のフォノニック結晶領域を有する部材が開示されている。しかし、これらの部材では、ミクロで見て、ある特定の方向に流れるフォノンに対しては相互作用が最大となるものの、それ以外の方向に流れるフォノンに対しては相互作用が弱まる。一方、本開示の赤外線センサが備える梁は、単位格子の方位が互いに異なる2以上のフォノニック結晶領域を有する。このため、ミクロで見て、複数の方向に流れる各フォノンに対する相互作用を高めることができる。この特徴は、マクロな部材である梁としての熱伝導率のさらなる低減、即ち、断熱性能のさらなる向上、をもたらす。 Each of the above-mentioned patent documents and non-patent documents discloses a member having a plurality of phononic crystal regions in which the orientation of the unit cell is uniformly aligned. However, in these members, from a microscopic perspective, the interaction is maximum for phonons flowing in a certain specific direction, but the interaction is weaker for phonons flowing in other directions. On the other hand, the beam included in the infrared sensor of the present disclosure has two or more phononic crystal regions in which the orientations of the unit cell are different from each other. Therefore, from a micro perspective, it is possible to enhance the interaction with each phonon flowing in multiple directions. This feature brings about a further reduction in the thermal conductivity of the beam as a macroscopic member, that is, a further improvement in the heat insulation performance.
(本開示の実施形態)
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも包括的、又は具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、及び接続形態、プロセス条件、ステップ、ステップの順序等は一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。(Embodiments of the present disclosure)
Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are all inclusive or show specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions of components, connection forms, process conditions, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and do not limit the present disclosure. Furthermore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the most significant concept will be described as arbitrary constituent elements. Note that each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated.
(実施形態1)
実施形態1の赤外線センサが図1A及び図1Bに示される。図1Bには、図1Aの赤外線センサ1Aの断面1B-1Bが示される。図1A及び図1Bの赤外線センサ1Aは、サーモパイル赤外線センサである。赤外線センサ1Aは、ベース基板11、サーモパイル赤外線受光部12A、及び梁13を備える。また、赤外線センサ1Aは、第1の信号処理回路14A、第2の信号処理回路14B、第1の配線15A、及び第2の配線15Bを備える。信号処理回路14A,14B及び配線15A,15Bは、ベース基板11上に設けられている。(Embodiment 1)
An infrared sensor of
梁13は、ベース基板11と接続された接続部131A,131Bと、ベース基板11から離間した離間部132とを有する。梁13は、双方の端部に接続部131A,131Bを有している。赤外線受光部12Aと梁13とは、離間部132において互いに接合されている。赤外線受光部12Aは、梁13の上面に接合されている。赤外線受光部12Aと梁13との接合の位置は、梁13の双方の端部の間、より具体的には、梁13の中央付近である。赤外線受光部12Aは、離間部132を有する梁13によって、ベース基板11とは離間した状態で支持されている。梁13は、両持ち梁である。
The
ベース基板11は、赤外線受光部12Aが設けられた上面16に凹部17を有する。平面視において、赤外線受光部12Aの面積に比べて凹部17の面積は大きい。また、平面視において、赤外線受光部12Aは、凹部17の外縁に囲まれている。凹部17は、赤外線受光部12A及び梁13と、ベース基板11との間に位置している。断面視において、赤外線受光部12A及び梁13が、ベース基板11の凹部17上に懸架されている。なお、梁13の双方の端部は、凹部17の側壁に接続されている。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物の主面に垂直な方向から対象物を視ることを意味する。また、「主面」とは、最も広い面積を有する面を意味する。
The
梁13は、単層である。梁13は、第1のゼーベック係数を有する第1の領域301と、第1のゼーベック係数とは異なる第2のゼーベック係数を有する第2の領域302と、第1の領域301と第2の領域302とが互いに接合した接合領域303を有する。第1の領域301と第2の領域302とは、各々の一方の端部304,305において互いに接合されている。接合領域303において接合された第1の領域301及び第2の領域302は、熱電対素子を構成する。接合領域303は、平面視において、赤外線センサ1Aと重複する位置にある。接合領域303は、平面視において、例えば、赤外線センサ1Aの中心に位置する。赤外線受光部12Aと、梁13における接合領域303とは互いに接合されている。第1のゼーベック係数と第2のゼーベック係数との差は、例えば、10μV/K以上である。なお、本明細書におけるゼーベック係数は、25℃での値を意味する。
The
第1の配線15Aは、第1の領域301の他方の端部306において、第1の領域301と電気的に接続されている。端部306は、梁13の接続部131Aに位置する。第2の配線15Bは、第2の領域302の他方の端部307において、第2の領域302と電気的に接続されている。端部307は、梁13の接続部131Bに位置する。第1の配線15Aは、梁13における第1の領域301と第1の信号処理回路14Aとを電気的に接続する。第2の配線15Bは、梁13における第2の領域302と第2の信号処理回路14Bとを電気的に接続する。図1A及び図1Bにおいて、第1の信号処理回路14Aと第2の信号処理回路14Bとは、互いに独立した2つの部材である。ただし、第1の信号処理回路14Aと第2の信号処理回路14Bとは、双方の回路が統合された1つの部材であってもよい。
The
梁13における、赤外線受光部12Aとの接合部133と、ベース基板11、第1の配線15A及び第2の配線15Bとの接続部131A,131Bとの間に位置する区間134(134A,134B)は、フォノニック結晶構造Aを有している。梁13が複数の区間134を有する場合、例えば、全ての区間がフォノニック結晶構造Aを有する。
A section 134 (134A, 134B) located in the
赤外線受光部12Aに赤外線が入射すると、赤外線受光部12Aの温度が上昇する。このとき、赤外線受光部12Aの温度は、熱浴であるベース基板11及びベース基板11上の部材から熱的に絶縁されているほど、大きく上昇する。サーモパイル赤外線受光部12Aと接合された熱電対素子では、温度上昇に伴って、ゼーベック効果による起電力が生じる。生じた起電力を信号処理回路14A,14Bで処理して、赤外線が検知される。信号処理によっては、赤外線センサ1Aによる赤外線の強度測定、及び/又は対象物の温度測定が可能である。
When infrared rays are incident on the infrared
第1の領域301は、第1のゼーベック係数を有する第1の材料から構成される。第2の領域302は、第1のゼーベック係数とは異なる第2のゼーベック係数を有する第2の材料から構成される。第1の材料及び第2の材料は、金属ではなく、半導体又は絶縁体であってもよい。金属において熱を運ぶ媒体は、フォノンではなく、主として自由電子であるためである。半導体は、例えば、Si又はGeといった単一元素の半導体、SiN、SiC、SiGe、GaAs、InAs、InSb、InP、GaN、又はAlNといった化合物半導体、並びにFe2O3、VO2、TiO2、又はSrTiO3といった酸化物半導体である。ただし、第1の材料又は第2の材料である半導体は、これらの例に限定されない。第1の材料及び第2の材料は、通常、互いに異なる組成を有する。ただし、半導体である第1の材料及び第2の材料は、互いの導電形が異なる場合に、同一の基本組成を有することができる。半導体の導電形は、ドーピングといった公知の手法により制御できる。例えば、第1の材料がp形半導体であり、第2の材料がn形半導体であってもよい。この場合、第1の領域301はp形領域であり、第2の領域302はn形領域である。具体的な一例では、単結晶Siから構成される単層の梁13が、ドーピングされた第1の領域301及び第2の領域302を有する。単結晶Siに対する加工プロセス技術は確立されている。このため、この一例は製造性に優れている。The
第1の材料及び第2の材料は、原子配列の秩序が長距離に及ぶ単結晶材料であってもよいし、多結晶材料又はアモルファス材料であってもよい。 The first material and the second material may be single crystal materials in which the order of atomic arrangement extends over long distances, polycrystalline materials, or amorphous materials.
ベース基板11は、典型的には、半導体から構成される。半導体は、例えば、Siである。Siから構成されるベース基板11の上面16には、酸化膜が形成されていてもよい。酸化膜は、例えば、SiO2膜である。ただし、ベース基板11の構成は、上記例に限定されない。
赤外線受光部12Aは、例えば、シリコン系半導体から構成される。シリコン系半導体は、例えば、Si又はSiGeである。ただし、赤外線受光部12Aの構成は、上記例に限定されない。
The infrared
配線15A,15Bは、例えば、ドープされた半導体、又は金属から構成される。金属は、例えば、Ti又はTiNといった低熱伝導率の種である。ただし、配線15A,15Bの構成は、上記例に限定されない。
The
信号処理回路14A,14Bは、公知の構成を有しうる。
The
以下の説明は、梁13が有するフォノニック結晶構造Aに関する。梁13は、区間134A,134B以外の部分にフォノニック結晶構造Aを有していてもよい。
The following description relates to the phononic crystal structure A that the
フォノニック結晶構造Aの一例が図2に示される。図2には、梁13の一部を平面視した状態が示されている。梁13は、例えば、10nm以上500nm以下の厚さを有する薄膜である。梁13は、平面視において、長方形である。梁13の長辺は、赤外線受光部12Aと第1の配線15A又は第2の配線15Bとを結ぶ方向、即ち、赤外線センサ1Aにおけるマクロな熱の伝達方向、と一致している。梁13には、梁13の厚さ方向に延びる複数の貫通孔20が設けられている。梁13が有するフォノニック結晶構造Aは、複数の貫通孔20が面内方向に規則的に配列した二次元フォノニック結晶構造である。
An example of the phononic crystal structure A is shown in FIG. FIG. 2 shows a plan view of a part of the
フォノニック結晶構造Aは、フォノニック結晶領域である第1のドメイン21A、及びフォノニック結晶領域である第2のドメイン21Bを有する。第1ドメイン21Aは、平面視において、第1方向に規則的に配列した複数の貫通孔20から構成されるフォノニック単結晶構造を有する。第2ドメイン21Bは、平面視において、第1方向とは異なる第2方向に規則的に配列した複数の貫通孔20から構成されるフォノニック単結晶構造を有する。各々の単結晶構造内において、複数の貫通孔20の径及び配列周期は同一である。また、各々の単結晶構造内において、規則的に配列した複数の貫通孔20により構成される単位格子91A又は91Bの方位は同一である。第1ドメイン21A及び第2ドメイン21Bの形状は、平面視において、長方形である。第1ドメイン21Aの形状と、第2ドメイン21Bの形状とは、平面視において、同一である。フォノニック結晶構造Aは、複数のフォノニック単結晶構造の複合体であるフォノニック多結晶構造22でもある。
The phononic crystal structure A has a
フォノニック結晶領域であるドメインは、貫通孔20の配列の周期をPとして、平面視において、例えば、25P2以上の面積を有する領域である。フォノニック結晶構造によってフォノンの分散関係を制御するには、ドメインは、少なくとも25P2以上の面積を有していてもよい。平面視において正方形のドメインでは、5×P以上の周期とすることで、25P2以上の面積が確保可能である。The domain, which is a phononic crystal region, is a region having an area of, for example, 25P 2 or more in plan view, where P is the period of arrangement of the through holes 20. In order to control the phonon dispersion relationship by the phononic crystal structure, the domain may have an area of at least 25P 2 or more. In a square domain in plan view, by setting the period to 5×P or more, it is possible to secure an area of 25P 2 or more.
図3A及び図3Bに示すように、フォノニック結晶構造Aでは、第1ドメイン21Aにおける単位格子91Aの方位23Aと、第2ドメイン21Bにおける単位格子91Bの方位23Bとが、平面視において、互いに異なっている。方位23Aと方位23Bとが成す角度は、平面視において、例えば10度以上である。ただし、単位格子91A及び単位格子91Bが同一であって、n回回転対称性を有する場合、方位23Aと方位23Bとが成す角度の上限は360/n度未満である。なお、単位格子が複数のnに対してn回回転対称性を有するとき、上記角度の上限を定めるnには最大のnが使用される。例えば、六方格子は、2回回転対称性、3回回転対称性、及び6回回転対称性を有する。このとき、角度の上限を定めるnには「6」が使用される。即ち、六方格子である単位格子91A,91Bについて、方位23Aと方位23Bとが成す角度は60度未満である。フォノニック結晶構造Aは、単位格子の方位が互いに異なる2以上のフォノニック結晶領域を少なくとも有している。この条件が満たされる限り、フォノニック結晶構造Aは、任意のフォノニック結晶領域、及び/又はフォノニック結晶構造を有さない領域をさらに含んでいてもよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the phononic crystal structure A, the
ここで、フォノニック結晶構造Aの態様としては、フォノニック結晶構造を有さない領域の数が少ないほど望ましい。この理由は、フォノニック結晶構造を有する領域の数が多いほど、フォノニック結晶構造Aの断熱性能が高まる、つまり、赤外線センサの感度が上昇するためである。もう一つの理由は、赤外線受光部12A及びベース基板11の間の温度差が大きくなるためである。赤外線は、赤外線受光部12Aのみでなく、梁13においても受光される。フォノニック結晶構造Aにおいてフォノニック結晶構造を有さない領域の数が多い場合、梁13における赤外線の受光面積は大きい。このため、この場合、梁13における赤外線の受光量は多い。これにより、赤外線受光部12A及びベース基板11の間の温度差が小さくなる。一方、フォノニック結晶構造Aにおいてフォノニック結晶構造を有する領域の数が多い場合には、梁13における赤外線の受光量は少ない。このため、赤外線受光部12及びベース基板12の間の温度差をより大きく保つことが可能となる。この結果、赤外線センサの感度が上昇する。
Here, as for the embodiment of the phononic crystal structure A, it is desirable that the number of regions not having a phononic crystal structure is as small as possible. The reason for this is that as the number of regions having a phononic crystal structure increases, the heat insulation performance of the phononic crystal structure A increases, that is, the sensitivity of the infrared sensor increases. Another reason is that the temperature difference between the
単位格子の方位は、任意の規則に基づいて決定できる。ただし、異なるドメイン間において、同じ規則を適用して単位格子の方位を定める必要がある。単位格子の方位は、例えば、フォノニック結晶構造Aにおけるマクロな熱の伝達方向を一方向に決定したときに、フォノンの平均群速度が最も遅くなる方向である。あるいは、単位格子の方位は、例えば、単位格子を構成する平行でない二辺の成す角を二等分する直線の伸長方向である。ただし、異なるドメイン間において、同じ規則で二辺を定める必要がある。あるいは、単位格子の方位は、例えば、最近接の二孔間を結ぶ直線方向である。 The orientation of the unit cell can be determined based on any rule. However, it is necessary to apply the same rules to determine the orientation of the unit cell between different domains. The orientation of the unit cell is, for example, the direction in which the average group velocity of phonons is the slowest when the macroscopic heat transfer direction in the phononic crystal structure A is determined as one direction. Alternatively, the orientation of the unit cell is, for example, the direction in which a straight line bisects the angle formed by the two non-parallel sides that constitute the unit cell. However, it is necessary to define the two sides using the same rules between different domains. Alternatively, the orientation of the unit cell is, for example, a straight line direction connecting two nearest holes.
図2のフォノニック結晶構造Aの領域R1の拡大図が、図4に示される。隣接する第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとの界面25において、単位格子91A,91Bの方位23A,23Bが変化している。単位格子の方位が変化する界面25は、フォノニック結晶構造Aをマクロに流れる熱に対する大きな界面抵抗をもたらす。この界面抵抗は、第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとの間で生じる、フォノン群速度のミスマッチに基づく。この界面抵抗は、フォノニック結晶構造Aを有する梁13における熱伝導率の低減に寄与する。なお、図4において、界面25は、平面視において、直線状に延びている。また、界面25は、平面視において、長方形の梁13の幅方向に延びている。幅方向は、マクロな熱の伝達方向により定められた梁13の中心線の伸張方向に垂直な方向でありうる。界面25は、平面視において、マクロな熱の伝達方向に垂直にフォノニック結晶構造Aを分割している。
An enlarged view of region R1 of the phononic crystal structure A of FIG. 2 is shown in FIG. 4. At the
図2のフォノニック結晶構造Aにおいて、第1ドメイン21Aにおける複数の貫通孔20の配列の周期Pと、第2ドメイン21Bにおける複数の貫通孔20の配列の周期Pとが等しい。
In the phononic crystal structure A of FIG. 2, the period P of the arrangement of the plurality of through
図2のフォノニック結晶構造Aにおいて、第1ドメイン21Aにおいて規則的に配列した複数の貫通孔20の径と、第2ドメイン21Bにおいて規則的に配列した複数の貫通孔20の径とが等しい。
In the phononic crystal structure A of FIG. 2, the diameter of the plurality of regularly arranged through
図2のフォノニック結晶構造Aにおいて、第1ドメイン21Aにおける単位格子91Aの種類と、第2ドメイン21Bにおける単位格子91Bの種類とは、同一である。図2の単位格子91A及び単位格子91Bは、いずれも六方格子である。
In the phononic crystal structure A of FIG. 2, the type of
平面視による各ドメインの形状は限定されない。平面視による各ドメインの形状は、例えば、三角形、正方形及び長方形を含む多角形、円、楕円、及びこれらの複合形状である。平面視による各ドメインの形状は、不定形であってもよい。また、フォノニック結晶構造Aが有するドメインの数は限定されない。フォノニック結晶構造Aが有するドメインの数が多くなるほど、ドメイン間の界面による界面抵抗の作用が大きくなる。さらに、フォノニック結晶構造Aが有する各ドメインのサイズは限定されない。 The shape of each domain in plan view is not limited. The shape of each domain in plan view is, for example, a polygon including a triangle, a square, and a rectangle, a circle, an ellipse, and a composite shape thereof. The shape of each domain in plan view may be amorphous. Further, the number of domains that the phononic crystal structure A has is not limited. The greater the number of domains that the phononic crystal structure A has, the greater the effect of interfacial resistance due to the interface between the domains. Furthermore, the size of each domain that the phononic crystal structure A has is not limited.
梁13における複数の区間134がフォノニック結晶構造Aを有する場合、各フォノニック構造Aの具体的な構成は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
When the plurality of
以下、フォノニック結晶構造Aの例が示される。 An example of the phononic crystal structure A will be shown below.
図5及び図6のフォノニック結晶構造Aである多結晶構造22では、隣接する第1ドメイン21A及び第2ドメイン21Bの界面25が、平面視において、長方形の梁13の長辺の方向に延びている。長辺の方向は、マクロな熱の伝達方向でありうる。この点以外、図5及び図6のフォノニック結晶構造Aは、図2のフォノニック結晶構造Aと同様の構成を有する。界面25は、平面視において、マクロな熱の伝達方向に平行にフォノニック結晶構造Aを分割している。なお、図6は、図5の領域R2の拡大図である。
In the
図2及び図5のフォノニック結晶構造Aでは、平面視において、第1ドメイン21Aのサイズ及び第2ドメイン21Bのサイズが同一である。ただし、平面視において、フォノニック構造Aが有する第1ドメイン21A及び第2ドメイン21Bのサイズは互いに異なっていてもよい。
In the phononic crystal structure A of FIGS. 2 and 5, the size of the
図7及び図8のフォノニック結晶構造Aである多結晶構造22では、平面視において、第2ドメイン21Bが第1ドメイン21Aにより囲まれている。第1ドメイン21A及び第2ドメイン21Bの形状は、平面視において、長方形である。ただし、第1ドメイン21Aのサイズと第2ドメイン21Bのサイズとは、平面視において、異なっている。第2ドメイン21Bと、第2ドメイン21Bを囲む第1ドメイン21Aとの界面25は、平面視において、第2ドメイン21Bの外縁を構成している。これらの点以外、図7及び図8のフォノニック結晶構造Aは、図2のフォノニック結晶構造Aと同様の構成を有する。なお、図8は、図7の領域R3の拡大図である。
In the
また、図7及び図8のフォノニック結晶構造Aでは、界面25が屈曲部を有している。
Furthermore, in the phononic crystal structure A shown in FIGS. 7 and 8, the
さらに、図7及び図8のフォノニック結晶構造Aは、梁13の辺に接していない第2ドメイン21Bを有する。
Furthermore, the phononic crystal structure A in FIGS. 7 and 8 has a
図9のフォノニック結晶構造Aである多結晶構造22では、平面視において、第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとが離間して配置されている。より具体的には、平面視において、貫通孔20を有さない領域201が、梁13の長辺方向における第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとの間に設けられている。この点以外、図9のフォノニック結晶構造Aは、図2のフォノニック結晶構造Aと同様の構成を有する。
In the
図10のフォノニック結晶構造Aである多結晶構造22では、平面視において、第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとが離間して配置されている。より具体的には、平面視において、ランダムに設けられた貫通孔20を有する領域202が、梁13の長辺方向における第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとの間に設けられている。領域202では、平面視において、貫通孔20は規則的に配列していない。又は、領域202では、平面視において、規則的に配列した領域の面積が、例えば、25P2未満である。ここで、Pは、貫通孔20の配列の周期である。この点以外、図10のフォノニック結晶構造Aは、図2のフォノニック結晶構造Aと同様の構成を有する。In the
図11のフォノニック結晶構造Aである多結晶構造22は、平面視において、互いに異なった形状を有する複数のドメイン21Aから21Gを含んでいる。各々のドメイン内において、複数の貫通孔20の配列の周期、及び単位格子の方位は同一である。しかし、ドメイン21Aから21G間では、単位格子の方位が各々互いに異なっている。また、平面視において、ドメイン21Aから21Gのサイズ及び形状は互いに異なっている。この形態では、これまで例示した形態に比べて、フォノニック結晶構造Aの全体で見たときに、より多くの単位格子の方位が存在する。このため、ドメイン間で単位格子の方位が異なることに基づいて熱伝導率を低下させる効果がより顕著となる。また、この形態では、ドメイン間の界面25が、平面視において、複数のランダムな方向に延びている。このため、界面抵抗に基づいて熱伝導率を低下させる効果がより顕著となる。
The
また、図11のフォノニック結晶構造Aでは、隣接する第1ドメイン21Aと第2ドメイン21Bとの界面25が、平面視において、梁13の幅方向から傾いた方向に延びている。界面25は、平面視において、屈曲部も有している。
Moreover, in the phononic crystal structure A of FIG. 11, the
フォノニック結晶構造Aである多結晶構造22は、貫通孔20の配列の周期P及び/又は貫通孔20の径Dが互いに異なる第1ドメイン21A及び第2ドメイン21Bを含んでいてもよい。図12Aに示される第1ドメイン21Aにおける貫通孔20の径Dと、図12Bに示される第2ドメイン21Bにおける貫通孔20の径Dとは互いに異なっている。なお、図12Aに示される第1ドメイン21Aにおける貫通孔20の配列の周期Pと、図12Bに示される第2ドメイン21Bにおける貫通孔20の配列の周期Pとは同一である。
The
図13に示されるフォノニック結晶構造Aは、相対的に小さな周期P及び径Dを有する複数の貫通孔20が規則的に配列した第1ドメイン21Aと、相対的に大きな周期P及び径Dを有する複数の貫通孔20が規則的に配列した第2ドメイン21Bとを有する。また、図13に示されるフォノニック結晶構造Aは、相対的に小さな周期P及び径Dを有する複数の貫通孔20から構成される領域92と、相対的に大きな周期P及び径Dを有する複数の貫通孔20から構成される領域93とを有する。領域92と領域93とは隣接している。領域92及び領域93は、それぞれ、図11に示される例と同様に、平面視において、互いに異なった形状を有し、かつ、単位格子の方位が各々互いに異なる複数のドメインを含んでいる。また、領域92及び領域93は、マクロな熱の伝達方向に垂直にフォノニック結晶構造Aを分割している。この形態では、第1ドメイン21Aで形成されるフォノニックバンドギャップの周波数帯域と第2ドメイン21Bで形成されるフォノニックバンドギャップの周波数帯域とが異なるため、熱伝導率の低減の効果が特に顕著となる。
The phononic crystal structure A shown in FIG. 13 has a
図14に示されるフォノニック結晶構造Aでは、相対的に小さな周期P及び径Dを有する複数の貫通孔20が規則的に配列した第1ドメイン21Aと、相対的に大きな周期P及び径Dを有する複数の貫通孔20が規則的に配列した第2ドメイン21Bとを含む。図14のフォノニック結晶構造Aは、平面視において、互いに異なった形状を有し、かつ、単位格子の方位が各々互いに異なる複数のドメインを含んでいる。この形態では、第1ドメイン21Aで形成されるフォノニックバンドギャップの周波数帯域と第2ドメイン21Bで形成されるフォノニックバンドギャップの周波数帯域とが異なるため、熱伝導率の低減の効果が特に顕著となる。
The phononic crystal structure A shown in FIG. 14 has a
貫通孔20の配列の周期Pは、例えば、1nm以上300nm以下である。これは、熱を運ぶフォノンの波長が、主として、1nmから300nmの範囲に及ぶためである。周期Pは、平面視において隣接する貫通孔20間の中心間距離により定められる(図12A,12B参照)。
The period P of the arrangement of the through
貫通孔20の径Dは、周期Pに対する比D/Pにより表して、例えば、D/P≧0.5である。比D/P<0.5である場合、梁13における空隙率が過度に低下して、熱伝導率が十分に低下しないことがある。比D/Pの上限は、隣接する貫通孔20同士が接しないために、例えば、0.9未満である。径Dは、貫通孔20の開口の径である。貫通孔20の開口の形状が平面視において円である場合、径Dは当該円の直径である。貫通孔20の開口の形状は平面視において円でなくてもよい。この場合、径Dは、開口の面積と同じ面積を有する仮想の円の直径により定められる(図12A,12B参照)。
The diameter D of the through
規則的に配列した複数の貫通孔20により構成される単位格子91の種類は、例えば、正方格子(図15A)、六方格子(図15B)、長方格子(図15C)、及び面心長方格子(図15D)である。ただし、単位格子91の種類は、これらの例に限定されない。
The types of the
実施形態1の赤外線センサ1Aを製造する方法の一例が、以下に説明される。以下に説明する方法では、図1Aの赤外線センサ1Aが製造される。以下の説明に用いる図16Aから図16Eでは、図1Aの赤外線センサ1Aにおける断面1B-1Bに対応する断面が示される。赤外線センサ1Aを製造する方法は、以下の例に限定されない。
An example of a method for manufacturing the infrared sensor 1A of
最初に、Si基板401が準備される。次に、Si基板401の上面を熱酸化して、SiO2から構成される絶縁膜402が形成される。このようにして、ベース基板11が得られる。次に、絶縁膜402の上面に梁層403が形成される(図16A)。梁層403は、例えば、化学気相成長法(CVD法)といった公知の薄膜形成手法により形成できる。梁層403を構成する材料として、梁13、第1の領域301及び第2の領域302を形成可能な材料が選択される。梁層403を構成する材料は、例えば、ドーピングにより第1の領域301及び第2の領域302に変化する材料である。梁層403を構成する材料として、赤外線受光部12Aをもさらに形成可能な材料が選択されてもよい。梁層403の厚さは、例えば、10nm以上500nm以下である。First, a
次に、図16Bに示すように、平面視において規則的に配列した複数の貫通孔20が梁層403に形成される。100nm以上300nm以下程度の周期Pを有する貫通孔20の形成には、例えば、電子線リソグラフィーが利用可能である。1nm以上100nm以下程度の周期Pを有する貫通孔20の形成には、ブロック共重合体リソグラフィーが利用可能である。また、ブロック共重合体リソグラフィーは、平面視において互いに異なった形状を有する複数のドメインを含むフォノニック結晶構造A、例えば図11に示されるフォノニック結晶構造A、の形成に適している。
Next, as shown in FIG. 16B, a plurality of through
次に、図16Cに示すように、梁層403及び絶縁膜402に対するフォトリソグラフィー及び選択的エッチングによって、梁13の形状が構築されると共に、凹部17が形成される。凹部17の形成によって、梁層403における上記形状に変化した部分がベース基板11から離間する。
Next, as shown in FIG. 16C, the shape of the
次に、図16Dに示すように、梁層403における上記形状に変化した部分をドーピングして、第1の領域301、第2の領域302、及び接合領域303が形成される。第1の領域301に変化する部分は、例えばp形に、第2の領域302に変化する部分は、例えばn形に、それぞれドーピングされる。続いて実施される配線15A,15Bの形成のために、平面視においてベース基板11と重複する部分にまでドーピングされてもよい。
Next, as shown in FIG. 16D, the portions of the
次に、図16Eに示すように、接合領域303と接するように、梁13の上面に赤外線受光部12Aが形成される。また、第1の領域301及び第2の領域302の各々と電気的に接続された第1の配線15A及び第2の配線15Bが形成される。配線15A,15Bは、例えば、フォトリソグラフィー及びスパッタリングにより形成できる。続いて、信号処理回路14A,14Bがベース基板11上に形成される。さらに、必要な電気的接続が確保されて、実施形態1の赤外線センサ1Aが得られる。赤外線受光部12A、及び信号処理回路14A,14Bは、公知の手法により形成できる。
Next, as shown in FIG. 16E, an infrared
図1Aの赤外線センサ1Aは、原理上、単独で赤外線センサとして機能する。個々の赤外線センサ1Aを一画素として、複数の赤外線センサ1Aをベース基板11上に配列させてもよい。複数の赤外線センサ1Aが配列したアレイ構造により、例えば、有限の温度を有する物体のイメージング、及び/又は、赤外線放射、若しくはレーザー光線の強度分布の評価が可能となる。
In principle, the infrared sensor 1A in FIG. 1A functions alone as an infrared sensor. A plurality of infrared sensors 1A may be arranged on the
(実施形態2)
実施形態2の赤外線センサが図17A及び図17Bに示される。図17Bには、図17Aの赤外線センサ1Bの断面17B-17Bが示される。図17A及び図17Bの赤外線センサ1Bは、サーモパイル赤外線センサである。(Embodiment 2)
An infrared sensor of Embodiment 2 is shown in FIGS. 17A and 17B. FIG. 17B shows a cross section 17B-17B of the
赤外線センサ1Bの梁13は、基層321と、基層321上に配置された熱電対層322とを備える。梁13は、基層321及び熱電対層322の積層構造を有する。熱電対層322は、第1のゼーベック係数を有する第1の領域301と、第1のゼーベック係数とは異なる第2のゼーベック係数を有する第2の領域302と、第1の領域301と第2の領域302とが互いに接合した接合領域303を有する。第1の領域301と第2の領域302とは、各々の一方の端部304,305において互いに接合されている。接合領域303において接合された第1の領域301及び第2の領域302は、熱電対素子を構成する。接合領域303は、平面視において、赤外線センサ1Bと重複する位置にある。接合領域303は、平面視において、例えば、赤外線センサ1Bの中心に位置する。赤外線受光部12Aと、梁13における接合領域303とは互いに接合されている。この態様では、例えば、基層321としてアモルファスSiが採用可能となる。アモルファスSiは材料としての熱伝導率が低い。このため、この態様では、例えば、赤外線の受光感度の更なる向上が視野に入る。
The
実施形態2の赤外線センサ1Bにおけるその他の構成は、好ましい態様を含め、実施形態1の赤外線センサ1Aにおける対応する構成と同様である。また、実施形態2の赤外線センサ1Bの作動原理は、実施形態1の赤外線センサ1Aの作動原理と同じである。
The other configurations of the
実施形態2の赤外線センサ1Bは、実施形態1の赤外線センサ1Aの製造方法を応用して製造できる。
The
(実施形態3)
実施形態3の赤外線センサが図18A及び図18Bに示される。図18Bには、図18Aの赤外線センサの断面18B-18Bが示される。図18A及び図18Bの赤外線センサ1Cは、サーモパイル赤外線センサである。(Embodiment 3)
An infrared sensor of Embodiment 3 is shown in FIGS. 18A and 18B. FIG. 18B shows a cross section 18B-18B of the infrared sensor of FIG. 18A.
赤外線センサ1Cは、ベース基板11の上面16に配置された第1の支柱31A及び第2の支柱31Bをさらに備える。第1の支柱31A及び第2の支柱31Bは、ベース基板11の上面16から離れる方向に延びている。梁13は、第1の支柱31Aと接続された接続部131Aと、第2の支柱31Bと接続された接続部131Bとを有する。また、梁13は、ベース基板11から離間した離間部132を有する。梁13は、双方の端部に接続部131A,131Bを有している。赤外線受光部12Aと梁13とは、離間部132において互いに接合されている。赤外線受光部12Aは、梁13の上面に接合されている。赤外線受光部12Aと梁13との接合の位置は、梁13の双方の端部の間、より具体的には、梁13の中央付近である。赤外線受光部12Aは、離間部132を有する梁13によって、ベース基板11とは離間した状態で支持されている。断面視において、赤外線受光部12A及び梁13が、支柱31A,31Bによってベース基板11の上部で懸架されている。梁13は、両持ち梁である。この態様では、平面視において、赤外線センサ1Cの面積に占める赤外線受光部12Aの面積の割合を増大できる。この割合は、フィルファクタとして当業者に知られている。
The
第1の領域301と第1の配線15Aとは、第1の支柱31Aを介して電気的に接続されている。第2の領域302と第2の配線15Bとは、第2の支柱31Bを介して電気的に接続されている。
The
第1の支柱31A及び第2の支柱31Bは、導電性材料から構成される。導電性材料は、例えば、金属である。第1の支柱31A及び第2の支柱31Bを構成する金属は、例えば、Cu、及びAlである。ただし、第1の支柱31A及び第2の支柱31Bを構成する材料は、上記例に限定されない。
The
赤外線センサ1Cは、ベース基板11の上面16に赤外線反射膜をさらに有していてもよい。この形態では、赤外線センサ1Cの受光感度をさらに高めることができる。赤外線反射膜を構成する材料は、例えば、Al、及びAuである。ただし、赤外線反射膜を構成する材料は、上記例に限定されない。
The
実施形態3の赤外線センサ1Cにおけるその他の構成は、好ましい態様を含め、実施形態1の赤外線センサ1Aにおける対応する構成と同様である。また、実施形態3の赤外線センサ1Cの作動原理は、実施形態1の赤外線センサ1Aの作動原理と同じである。
The other configurations of the
実施形態3の赤外線センサ1Cを製造する方法の一例を、以下に説明する。以下に説明する方法では、図18Aの赤外線センサ1Cを製造している。以下の説明に用いる図19Aから図19Dでは、図18Aの赤外線センサ1Cにおける断面18B-18Bに対応する断面が示される。赤外線センサ1Cを製造する方法は、以下の例に限定されない。
An example of a method for manufacturing the
最初に、ベース基板11が準備される。次に、信号処理回路14、配線15A、及び配線15Bがベース基板11の上面16に形成される(図19A)。信号処理回路14、配線15A、及び配線15Bの形成には、スパッタリング法、又は蒸着法といった薄膜形成手法、並びにフォトリソグラフィー法といったパターン形成手法を含む公知の方法が利用可能である。信号処理回路14、配線15A、及び配線15Bと共に、赤外線反射膜がベース基板11の上面16に形成されてもよい。
First, the
次に、図19Bに示すように、ベース基板11の上面16に犠牲層404及び梁層403が順に形成される。犠牲層404は、信号処理回路14、配線15A、及び配線15Bを覆うように形成できる。犠牲層404は、典型的には、樹脂から構成される。犠牲層404の厚さとして、製造する赤外線センサ1Cにおける梁13とベース基板11との離間距離が選択可能である。樹脂は、例えば、ポリイミドである。犠牲層404は、例えば、CVD法、スパッタリング法、又はスピンコーティング法といった公知の薄膜形成手法により形成できる。梁層403を構成する材料は、上述のとおりである。梁層403の厚さは、例えば、10nm以上500nm以下である。続いて、平面視において規則的に配列した複数の貫通孔20が梁層403に形成される。ただし、図19B、及び後述の図19C,図19Dにおける貫通孔20の図示は省略する。貫通孔20の形成方法は上述のとおりである。
Next, as shown in FIG. 19B, a
次に、図19Cに示すように、第1の領域301、第2の領域302、接合領域303、第1の支柱31A、第2の支柱31B,及び赤外線受光部12Aが形成される。第1の領域301、第2の領域302、及び接合領域303の形成には、上述したフォトリソグラフィー及び選択的エッチング、並びにドーピングが利用可能である。第1の支柱31A及び第2の支柱31Bの形成には、支柱31A,31Bを形成する空間を確保するための選択的エッチング、並びに確保した空間に支柱31A,31Bを形成するためのスパッタリング法、又は蒸着法といった薄膜形成手法が利用可能である。赤外線受光部12Aは、公知の手法により形成できる。
Next, as shown in FIG. 19C, a
次に、図19Dに示すように、選択的エッチングによって犠牲層404が除去されて、実施形態3の赤外線センサ1Cが得られる。
Next, as shown in FIG. 19D, the
(実施形態4)
実施形態4の赤外線センサが図20に示される。図20の赤外線センサ1Dは、サーモパイル赤外線センサである。(Embodiment 4)
An infrared sensor according to Embodiment 4 is shown in FIG. The
梁13は、ベース基板11と接続された接続部131と、ベース基板11から離間した離間部132とを有する。梁13は、一方の端部に接続部131を有している。赤外線受光部12Aと梁13とは、離間部132において互いに接合されている。より具合的には、赤外線受光部12Aと梁13とは、離間部132に位置する梁13の他方の端部において互いに接続されている。赤外線受光部12Aは、離間部132を有する梁13によって、ベース基板11とは離間した状態で支持されている。梁13は、片持ち梁である。
The
ベース基板11は、赤外線受光部12Aが設けられた上面16に凹部17を有する。凹部17は、赤外線受光部12A及び梁13と、ベース基板11との間に位置している。断面視において、赤外線受光部12A及び梁13が、ベース基板11の凹部17上に懸架されている。
The
梁13は、基層321と、基層321上に配置された熱電対層322とを備える。熱電対層322は、第1のゼーベック係数を有する第1の領域301と、第1のゼーベック係数とは異なる第2のゼーベック係数を有する第2の領域302と、第1の領域301と第2の領域302とが互いに接合した接合領域303を有する。第1の領域301と第2の領域302とは、各々の一方の端部304,305において互いに接合されている。接合領域303において接合された第1の領域301及び第2の領域302は、熱電対素子を構成する。赤外線受光部12Aと、梁13における接合領域303とは互いに接合されている。
第1の配線15Aは、第1の領域301の他方の端部306において、第1の領域301と電気的に接続されている。端部306は、梁13の接続部131に位置する。第2の配線15Bは、第2の領域302の他方の端部307において、第2の領域302と電気的に接続されている。端部307は、梁13の接続部131に位置する。第1の配線15Aは、梁13における第1の領域301と第1の信号処理回路14Aとを電気的に接続する。第2の配線15Bは、梁13における第2の領域302と第2の信号処理回路14Bとを電気的に接続する。
The
梁13における、赤外線受光部12Aとの接合部133と、ベース基板11、第1の配線15A及び第2の配線15Bとの接続部131との間に位置する区間134は、フォノニック結晶構造Aを有している。
A
実施形態4の赤外線センサ1Dにおけるその他の構成は、好ましい態様を含め、実施形態1の赤外線センサ1Aにおける対応する構成と同様である。また、実施形態4の赤外線センサ1Dの作動原理は、実施形態1の赤外線センサ1Aの作動原理と同じである。
The other configurations of the
実施形態4の赤外線センサ1Dは、実施形態1の赤外線センサ1Aの製造方法を応用して製造できる。
The
(実施形態5)
実施形態5の赤外線センサが図21A及び図21Bに示される。図21Bには、図21Aの赤外線センサ1Eの断面21B-21Bが示される。図21A及び図21Bの赤外線センサ1Eは、ボロメータ赤外線センサである。赤外線センサ1Eは、ベース基板11、ボロメータ赤外線受光部12B、及び梁13を備える。また、赤外線センサ1Eは、第1の信号処理回路14A、第2の信号処理回路14B、第1の配線15A、及び第2の配線15Bを備える。信号処理回路14A,14Bは、ベース基板11上に設けられている。配線15A,15Bは、ベース基板11及び梁13上に設けられている。(Embodiment 5)
An infrared sensor of Embodiment 5 is shown in FIGS. 21A and 21B. FIG. 21B shows a
梁13は、ベース基板11と接続された接続部131と、ベース基板11から離間した離間部132とを有する。梁13は、双方の端部に接続部131を有している。赤外線受光部12Bと梁13とは、離間部132において互いに接合されている。赤外線受光部12Bは、梁13の上面に接合されている。赤外線受光部12Bと梁13との接合の位置は、梁13の双方の端部の間、より具体的には、梁13の中央付近である。赤外線受光部12Bは、離間部132を有する梁13によって、ベース基板11とは離間した状態で支持されている。梁13は、両持ち梁である。
The
ベース基板11は、赤外線受光部12Bが設けられた上面16に凹部17を有する。平面視において、赤外線受光部12Bの面積に比べて凹部17の面積は大きい。また、平面視において、赤外線受光部12Bは、凹部17の外縁に囲まれている。凹部17は、赤外線受光部12B及び梁13と、ベース基板11との間に位置している。断面視において、赤外線受光部12B及び梁13が、ベース基板11の凹部17上に懸架されている。なお、梁13の双方の端部は、凹部17の側壁に接続されている。
The
第1の配線15A及び第2の配線15Bは、赤外線受光部12Bと電気的に接続されている。第1の配線15Aは、第1の信号処理回路14Aと電気的に接続されている。第2の配線15Bは、第2の信号処理回路14Bと電気的に接続されている。
The
梁13における、赤外線受光部12Bとの接合部133と、ベース基板11との接続部131との間に位置する区間134(134A,134B)は、フォノニック結晶構造Aを有している。梁13が複数の区間134を有する場合、例えば、全ての区間がフォノニック結晶構造Aを有する。
A section 134 (134A, 134B) in the
赤外線受光部12Bに赤外線が入射すると、赤外線受光部12Bの温度が上昇する。このとき、赤外線受光部12Bの温度は、熱浴であるベース基板11及びベース基板11上の部材から熱的に絶縁されているほど、大きく上昇する。ボロメータ赤外線受光部12Bでは、温度上昇に伴って、電気抵抗の変化が生じする。生じた電気抵抗の変化を信号処理回路14A,14Bで処理して、赤外線が検知される。信号処理によっては、赤外線センサ1Eによる赤外線の強度測定、及び/又は対象物の温度測定が可能である。
When infrared rays are incident on the infrared
図21A及び図21Bの赤外線センサ1Eでは、第1の配線15A及び第2の配線15Bは、ベース基板11から離間した区間を有する。第1の配線15Aにおける当該区間は、赤外線受光部12Bとの接続部から第1の信号処理回路14Aに至るまでの間に位置する。第2の配線15Bにおける当該区間は、赤外線受光部12Bとの接続部から第2の信号処理回路14Bに至るまでの間に位置する。第1の配線15A及び第2の配線15Bにおける各々の当該区間は、梁13の表面に接している。第1の配線15A及び第2の配線15Bにおける各々の当該区間は、梁13の一部の領域であってもよい。例えば、ドープした半導体によって梁13における一部の領域を構成することで、この区間が形成可能である。
In the
実施形態5では、第1の配線15A及び/又は第2の配線15Bがフォノニック結晶構造Aを有していてもよい。この形態では、第1の配線15A及び/又は第2の配線15Bを介した熱の伝導が抑制される。このため、赤外線センサ1Eの受光感度がさらに向上しうる。
In the fifth embodiment, the
第1の配線15A及び/又は第2の配線15Bがフォノニック結晶構造Aを有する場合、梁13、及び第1の配線15Aが有する各々のフォノニック結晶構造Aは、共通する複数の貫通孔から構成されていてもよい。また、梁13、及び第2の配線15Bが有する各々のフォノニック結晶構造Aは、共通する複数の貫通孔から構成されていてもよい。この形態では、赤外線センサ1Eの受光感度がさらに向上しうる。また、梁13、第1の配線15A,及び第2の配線15Bに対してフォノニック結晶構造Aを同時に形成できることから、この形態は製造性に優れる。
When the
赤外線受光部12Bは、典型的には、抵抗変化層121と、抵抗変化層121上に設けられた赤外線吸収層122との積層構造を有する。赤外線吸収層122は、通常、赤外線受光部12Bの最外層に位置する。
The infrared
抵抗変化層121は、温度による電気抵抗の変化が大きな材料から構成される。抵抗変化層121を構成する材料は、例えば、Pt、アモルファスSi、及び酸化バナジウムである。これらの材料の抵抗温度係数は大きい。ただし、抵抗変化層121を構成する材料は、上記例に限定されない。
The
赤外線吸収層122は、例えば、Ti、Cr、Au、Al、又はCuといった金属、SiO2といった酸化物、並びにTiN又はSiNといった窒化物から構成される。ただし、赤外線吸収層122を構成する材料は、上記例に限定されない。赤外線吸収層122が導電性を有する場合、赤外線受光部12Bは、通常、抵抗変化層121と赤外線吸収層122との間に絶縁層を有する。The infrared
実施形態5の赤外線センサ1Eにおけるその他の構成は、好ましい態様を含め、実施形態1の赤外線センサ1Aにおける対応する構成と同様である。
The other configurations of the
実施形態5の赤外線センサ1Eは、スパッタリング法、又は蒸着法といった薄膜形成手法、及びフォトリソグラフィー法、又は選択的エッチング法といった微細加工手法を含む公知の手法により製造できる。また、赤外線センサ1Eは、上述した、実施形態1の赤外線センサ1Aの製造方法を応用して製造することができる。
The
(実施形態6)
実施形態6の赤外線センサが図22A及び図22Bに示される。図22Bには、図22Aの赤外線センサ1Fの断面22B-22Bが示される。図22A及び図22Bの赤外線センサ1Fは、ボロメータ赤外線センサである。(Embodiment 6)
An infrared sensor of Embodiment 6 is shown in FIGS. 22A and 22B. FIG. 22B shows a
梁13は、ベース基板11と接続された接続部131と、ベース基板11から離間した離間部132とを有する。梁13は、一方の端部に接続部131を有している。赤外線受光部12Bと梁13とは、離間部132において互いに接合されている。より具合的には、赤外線受光部12Bと梁13とは、離間部132に位置する梁13の他方の端部において互いに接続されている。赤外線受光部12Bは、離間部132を有する梁13によって、ベース基板11とは離間した状態で支持されている。梁13は、片持ち梁である。
The
ベース基板11は、赤外線受光部12Bが設けられた上面16に凹部17を有する。凹部17は、赤外線受光部12B及び梁13と、ベース基板11との間に位置している。断面視において、赤外線受光部12B及び梁13が、ベース基板11の凹部17上に懸架されている。
The
第1の配線15A及び第2の配線15Bは、赤外線受光部12Bと電気的に接続されている。第1の配線15Aは、第1の信号処理回路14Aと電気的に接続されている。第2の配線15Bは、第2の信号処理回路14Bと電気的に接続されている。
The
梁13における、赤外線受光部12Bとの接合部133と、ベース基板11との接続部131との間に位置する区間134は、フォノニック結晶構造Aを有している。
A
実施形態6の赤外線センサ1Fにおけるその他の構成は、好ましい態様を含め、実施形態5の赤外線センサ1Eにおける対応する構成と同様である。また、実施形態6の赤外線センサ1Fの作動原理は、実施形態5の赤外線センサ1Eの作動原理と同じである。
The other configurations of the
実施形態6の赤外線センサ1Fは、スパッタリング法、又は蒸着法といった薄膜形成手法、及びフォトリソグラフィー法、又は選択的エッチング法といった微細加工手法を含む公知の手法により製造できる。また、赤外線センサ1Fは、上述した、実施形態1の赤外線センサ1Aの製造方法を応用して製造することもできる。
The
(実施形態7)
実施形態7の赤外線センサが図23A及び図23Bに示される。図23Bには、図23Aの赤外線センサ1Gの断面23B-23Bが示される。図23A及び図23Bの赤外線センサ1Gは、ボロメータ赤外線センサである。(Embodiment 7)
An infrared sensor of Embodiment 7 is shown in FIGS. 23A and 23B. FIG. 23B shows a
赤外線センサ1Gは、ベース基板11の上面16に配置された第1の支柱31A及び第2の支柱31Bをさらに備える。第1の支柱31A及び第2の支柱31Bは、ベース基板11の上面16から離れる方向に延びている。梁13は、第1の支柱31Aと接続された接続部131Aと、第2の支柱31Bと接続された接続部131Bとを有する。また、梁13は、ベース基板11から離間した離間部132を有する。梁13は、双方の端部に接続部131A,131Bを有している。赤外線受光部12Bと梁13とは、離間部132において互いに接合されている。赤外線受光部12Bは、梁13の上面に接合されている。赤外線受光部12Bと梁13との接合の位置は、梁13の双方の端部の間、より具体的には、梁13の中央付近である。赤外線受光部12Bは、離間部132を有する梁13によって、ベース基板11とは離間した状態で支持されている。断面視において、赤外線受光部12B及び梁13が、支柱31A,31Bによってベース基板11の上部で懸架されている。梁13は、両持ち梁である。
The
第1の配線15A及び第2の配線15Bは、赤外線受光部12Bと電気的に接続されている。第1の配線15Aは、第1の支柱31Aをその一部に含みながら、第1の信号処理回路14Aと電気的に接続されている。第2の配線15Bは、第2の支柱31Bをその一部に含みながら、第2の信号処理回路14Bと電気的に接続されている。
The
梁13における、赤外線受光部12Bとの接合部133と、ベース基板11との接続部131との間に位置する区間134A,134Bは、それぞれフォノニック結晶構造Aを有している。接合部133と接続部131との間に位置する区間134を梁13が複数有する場合は、全ての区間がフォノニック結晶構造Aを有していてもよい。
実施形態7の赤外線センサ1Gにおけるその他の構成は、好ましい態様を含め、実施形態5の赤外線センサ1Eにおける対応する構成と同様である。また、第1の支柱31A及び第2の支柱31Bの具体的な構成は、実施形態3の説明において上述したとおりである。実施形態7の赤外線センサ1Gの作動原理は、実施形態5の赤外線センサ1Eの作動原理と同じである。
The other configurations of the
実施形態7の赤外線センサ1Gは、スパッタリング法、又は蒸着法といった薄膜形成手法、及びフォトリソグラフィー法、又は選択的エッチング法といった微細加工手法を含む公知の手法により製造できる。また、赤外線センサ1Gは、上述した、実施形態3の赤外線センサ1Cの製造方法を応用して製造することもできる。
The
[フォノニック結晶体]
本開示のフォノニック結晶体は、フォノニック結晶構造Aを有する。本開示のフォノニック結晶体は、規則的に配列した複数の貫通孔を有する膜状体である。膜状体の厚さは、典型的には、10nm以上500nm以下である。[Phononic crystal]
The phononic crystal of the present disclosure has a phononic crystal structure A. The phononic crystal of the present disclosure is a membrane-like body having a plurality of regularly arranged through holes. The thickness of the film-like body is typically 10 nm or more and 500 nm or less.
より具体的には、本開示のフォノニック結晶体は、フォノニック結晶領域である第1ドメイン及び第2ドメインを含む。第1ドメインは、フォノニック結晶体の平面視において、第1方向に規則的に配列した複数の貫通孔から構成される。第2ドメインは、フォノニック結晶体の平面視において、第1方向とは異なる第2方向に規則的に配列した複数の貫通孔から構成される。 More specifically, the phononic crystal of the present disclosure includes a first domain and a second domain that are phononic crystal regions. The first domain is composed of a plurality of through holes regularly arranged in a first direction in a plan view of the phononic crystal. The second domain is composed of a plurality of through holes regularly arranged in a second direction different from the first direction in a plan view of the phononic crystal.
本開示のフォノニック結晶体は、例えば、図2,5,7,9,10,11,13又は14に示されるフォノニック結晶構造Aを有していてもよい。 The phononic crystal of the present disclosure may have a phononic crystal structure A shown in FIGS. 2, 5, 7, 9, 10, 11, 13, or 14, for example.
本開示のフォノニック結晶体は、面内方向に低い熱伝導率を有する。即ち、本開示のフォノニック結晶体は、面内方向の高い断熱性を示す。本開示のフォノニック結晶体は、例えば、面内方向の高い断熱性が要求される各種の用途に使用できる。 The phononic crystal of the present disclosure has low thermal conductivity in the in-plane direction. That is, the phononic crystal of the present disclosure exhibits high thermal insulation properties in the in-plane direction. The phononic crystal of the present disclosure can be used, for example, in various applications that require high heat insulation in the in-plane direction.
本開示の赤外線センサは、従来の赤外線センサの用途を含む種々の用途に使用できる。 The infrared sensors of the present disclosure can be used in a variety of applications, including those of conventional infrared sensors.
1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G 赤外線センサ
11 ベース基板
12A (サーモパイル)赤外線受光部
12B (ボロメータ)赤外線受光部
13 梁
14 信号処理回路
14A 第1の信号処理回路
14B 第2の信号処理回路
15A 第1の配線
15B 第2の配線
16 上面
17 凹部
20 貫通孔
21A 第1ドメイン
21B 第2ドメイン
22 フォノニック多結晶構造
23A,23B 方位
25 界面
31A 第1の支柱
31B 第2の支柱
91,91A,91B 単位格子
92 領域
93 領域
121 抵抗変化層
122 赤外線吸収層
131 接続部
132 離間部
133 接合部
134,134A,134B 区間
201 領域
202 領域
301 第1の領域
302 第2の領域
303 接合領域
304 端部
305 端部
306 端部
307 端部
401 ベース基板
402 絶縁層
403 梁層
404 犠牲層1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F,
Claims (19)
ベース基板;
赤外線受光部;及び
梁、
ここで、
前記梁は、前記ベース基板、及び/又は前記ベース基板上の部材と接続された接続部と、前記ベース基板から離間した離間部と、を有し、
前記赤外線受光部と前記梁とは、前記離間部において互いに接合されており、
前記赤外線受光部は、前記離間部を有する前記梁によって、前記ベース基板とは離間した状態で支持されており、
前記梁における、前記赤外線受光部との接合部と、前記接続部との間に位置する区間は、規則的に配列した複数の貫通孔により構成されるフォノニック結晶構造を有し、
前記フォノニック結晶構造は、フォノニック結晶領域である第1ドメイン及び第2ドメインを含み、
前記第1ドメインは、平面視において、第1方向に規則的に配列した前記複数の貫通孔から構成され、
前記第2ドメインは、平面視において、前記第1方向とは異なる第2方向に規則的に配列した前記複数の貫通孔から構成され、
前記第1ドメインと前記第2ドメインとの間には界面が存在し、かつ、
前記赤外線受光部は、サーモパイル赤外線受光部、又はボロメータ赤外線受光部であり:
前記赤外線受光部がサーモパイル赤外線受光部である場合、
前記梁は、第1のゼーベック係数を有する第1の領域と、前記第1のゼーベック係数とは異なる第2のゼーベック係数を有する第2の領域と、前記第1の領域及び前記第2の領域が互いに接合した接合領域と、を有し、かつ、
前記赤外線受光部と、前記梁の前記接合領域とが互いに接合されており;
前記赤外線受光部がボロメータ赤外線受光部である場合、
前記赤外線センサは、さらに以下を具備する:
前記赤外線受光部に電気的に接続された第1の配線及び第2の配線;
前記第1の配線に電気的に接続された第1の信号処理回路;及び
前記第2の配線に電気的に接続された第2の信号処理回路。 An infrared sensor, comprising:
Base board;
Infrared receiver; and beam;
here,
The beam has a connection portion connected to the base substrate and/or a member on the base substrate, and a separation portion spaced apart from the base substrate,
The infrared light receiving part and the beam are joined to each other at the separation part,
The infrared light receiving section is supported by the beam having the spacing section while being spaced apart from the base substrate,
A section of the beam located between the joint part with the infrared light receiving part and the connection part has a phononic crystal structure constituted by a plurality of regularly arranged through holes,
The phononic crystal structure includes a first domain and a second domain that are phononic crystal regions,
The first domain is composed of the plurality of through holes regularly arranged in a first direction in a plan view,
The second domain is composed of the plurality of through holes regularly arranged in a second direction different from the first direction in a plan view,
an interface exists between the first domain and the second domain, and
The infrared receiver is a thermopile infrared receiver or a bolometer infrared receiver:
When the infrared receiving section is a thermopile infrared receiving section,
The beam includes a first region having a first Seebeck coefficient, a second region having a second Seebeck coefficient different from the first Seebeck coefficient, and the first region and the second region. a bonding region in which the bonding regions are bonded to each other, and
the infrared light receiving portion and the bonding region of the beam are bonded to each other;
When the infrared receiver is a bolometer infrared receiver,
The infrared sensor further includes:
a first wiring and a second wiring electrically connected to the infrared receiving section;
a first signal processing circuit electrically connected to the first wiring; and a second signal processing circuit electrically connected to the second wiring.
前記赤外線受光部はサーモパイル赤外線受光部であり、かつ、
前記梁は単層である。 The infrared sensor according to claim 1,
The infrared receiving section is a thermopile infrared receiving section, and
The beam is a single layer.
前記赤外線受光部はサーモパイル赤外線受光部であり、
前記梁は、基層と、前記基層上に配置された熱電対層と、を備え、かつ、
前記熱電対層は、前記第1の領域、前記第2の領域、及び前記接合領域を有する。 The infrared sensor according to claim 1,
The infrared receiving section is a thermopile infrared receiving section,
The beam includes a base layer and a thermocouple layer disposed on the base layer, and
The thermocouple layer has the first region, the second region, and the junction region.
前記赤外線受光部はサーモパイル赤外線受光部であり、かつ、
前記赤外線センサは、さらに以下を具備する:
前記第1の領域に電気的に接続された第1の配線;
前記第2の領域に電気的に接続された第2の配線;
前記第1の配線に電気的に接続された第1の信号処理回路;及び
前記第2の配線に電気的に接続された第2の信号処理回路。 The infrared sensor according to claim 1,
The infrared receiving section is a thermopile infrared receiving section, and
The infrared sensor further includes:
a first wiring electrically connected to the first region;
a second wiring electrically connected to the second region;
a first signal processing circuit electrically connected to the first wiring; and a second signal processing circuit electrically connected to the second wiring.
前記赤外線受光部はボロメータ赤外線受光部であり、
前記第1の配線及び前記第2の配線は、それぞれ、前記赤外線受光部との接続部から前記第1の信号処理回路、又は前記第2の信号処理回路に至るまでの間に、前記ベース基板から離間した区間を有し、かつ、
前記第1の配線及び/又は前記第2の配線における前記離間した区間は、前記フォノニック結晶構造を有する。 The infrared sensor according to claim 1,
The infrared receiver is a bolometer infrared receiver,
The first wiring and the second wiring are connected to the base substrate between the connection part with the infrared light receiving section and the first signal processing circuit or the second signal processing circuit, respectively. has a section spaced apart from, and
The spaced apart sections of the first wiring and/or the second wiring have the phononic crystal structure.
前記赤外線受光部はボロメータ赤外線受光部であり、
前記第1の配線及び前記第2の配線は、それぞれ、前記赤外線受光部との接続部から前記第1の信号処理回路、又は前記第2の信号処理回路に至るまでの間に、前記ベース基板から離間した区間を有し、かつ、
前記第1の配線及び/又は前記第2の配線における前記離間した区間は、前記梁の表面に接している。 The infrared sensor according to claim 1,
The infrared receiver is a bolometer infrared receiver,
The first wiring and the second wiring are connected to the base substrate between the connection part with the infrared light receiving section and the first signal processing circuit or the second signal processing circuit, respectively. has a section spaced apart from, and
The spaced apart sections of the first wiring and/or the second wiring are in contact with the surface of the beam.
前記第1の配線及び/又は前記第2の配線における前記離間した区間は、前記フォノニック結晶構造を有し、かつ、
前記梁及び前記第1の配線、並びに/又は、前記梁及び前記第2の配線が有する各々の前記フォノニック結晶構造は、互いに共通する前記複数の貫通孔から構成される。 The infrared sensor according to claim 6,
The spaced apart sections of the first wiring and/or the second wiring have the phononic crystal structure, and
Each of the phononic crystal structures possessed by the beam and the first wiring and/or the beam and the second wiring includes the plurality of through-holes that are common to each other.
前記梁は、双方の端部に前記接続部を有し、かつ、
前記赤外線受光部と前記梁とは、前記梁の前記双方の端部の間において互いに接合されている。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 7,
The beam has the connecting portion at both ends, and
The infrared light receiving section and the beam are joined to each other between both ends of the beam.
前記梁は、一方の端部に前記接続部を有し、かつ、
前記赤外線受光部と前記梁とは、前記梁の他方の端部において互いに接合されている。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 7,
The beam has the connection portion at one end, and
The infrared light receiving section and the beam are joined to each other at the other end of the beam.
前記ベース基板が凹部を有し、
前記凹部は、前記赤外線受光部、及び前記梁と、前記ベース基板との間に位置しており、かつ、
断面視において、前記赤外線受光部、及び前記梁が、前記ベース基板の前記凹部上に懸架されている。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 9,
the base substrate has a recess,
The recess is located between the infrared light receiving section and the beam, and the base substrate, and
In a cross-sectional view, the infrared light receiving section and the beam are suspended above the recess of the base substrate.
前記赤外線センサは、前記ベース基板上に配置された、前記ベース基板の上面から離れる方向に延びる支柱をさらに具備し、
ここで、
前記梁は、前記接続部において前記支柱に接続されており、かつ、
断面視において、前記赤外線受光部、及び前記梁が、前記支柱によって前記ベース基板の上部で懸架されている。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 9,
The infrared sensor further includes a post disposed on the base substrate and extending in a direction away from the top surface of the base substrate,
here,
The beam is connected to the column at the connection portion, and
In a cross-sectional view, the infrared light receiving section and the beam are suspended above the base substrate by the support columns.
前記第1ドメインにおける前記複数の貫通孔の配列の周期と、
前記第2ドメインにおける前記複数の貫通孔の配列の周期と、が等しい。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 11,
a periodicity of the arrangement of the plurality of through holes in the first domain;
The periods of arrangement of the plurality of through holes in the second domain are equal.
前記第1ドメインにおいて規則的に配列した前記複数の貫通孔の径と、
前記第2ドメインにおいて規則的に配列した前記複数の貫通孔の径と、が等しい。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 12,
a diameter of the plurality of through holes regularly arranged in the first domain;
The diameters of the plurality of through holes regularly arranged in the second domain are equal.
前記第1ドメインにおいて規則的に配列した前記複数の貫通孔により構成される単位格子の種類と、
前記第2ドメインにおいて規則的に配列した前記複数の貫通孔により構成される単位格子の種類と、が等しい。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 13,
a type of unit cell formed by the plurality of through holes regularly arranged in the first domain;
The types of unit cells formed by the plurality of regularly arranged through holes in the second domain are the same.
平面視において、前記第1ドメインの形状と、前記第2ドメインの形状とが異なる。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 14,
In plan view, the shape of the first domain and the shape of the second domain are different.
平面視において、隣接する前記第1ドメインと前記第2ドメインとの前記界面が、前記区間における前記梁の幅方向から傾いた方向に延びている。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 15,
In a plan view, the interface between the first domain and the second domain that are adjacent to each other extends in a direction inclined from the width direction of the beam in the section.
平面視において、隣接する前記第1ドメインと前記第2ドメインとの前記界面が、屈曲部を有している。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 16,
In a plan view, the interface between the first domain and the second domain that are adjacent to each other has a bent portion.
前記フォノニック結晶構造は、前記梁の辺に接していない前記第1ドメイン及び/又は前記第2ドメインを有する。 The infrared sensor according to any one of claims 1 to 17,
The phononic crystal structure has the first domain and/or the second domain that are not in contact with the sides of the beam.
前記フォノニック結晶体は、フォノニック結晶領域である第1ドメイン及び第2ドメインを含み、
第1ドメインは、平面視において、第1方向に規則的に配列した複数の貫通孔から構成され、
第2ドメインは、平面視において、第1方向とは異なる第2方向に規則的に配列した複数の貫通孔から構成され、かつ、
前記第1ドメインと前記第2ドメインとの間には界面が存在する。 A phononic crystal body having a phononic crystal structure,
The phononic crystal body includes a first domain and a second domain that are phononic crystal regions,
The first domain is composed of a plurality of through holes regularly arranged in a first direction in a plan view ,
The second domain is composed of a plurality of through holes regularly arranged in a second direction different from the first direction in a plan view , and
An interface exists between the first domain and the second domain .
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